Kiriş Bükme Nedir?

İnşaat mühendisliğinde kiriş bükme, belirli yapısal elemanların fiziksel tasarımdaki davranışını ifade eder. Bir element katı ve homojen ise kiriş olarak kabul edilebilir ve uzunluğu birçok kez yükseklik veya genişlik olabilir. Kirişin temel işlevi bükülmeye karşı koymaktır; bu, öncelikle gerilme, sıkıştırma veya kayma gerilmelerine karşı direnç gösteren yapısal elemanların aksine durur. Bir kirişin bükülme içindeki yapısal özellikleri boyutları, malzemeleri ve kesit şekli ile belirlenir.

Basit bir kiriş bükme örneği, üzerinde araba bulunan bir köprüdür. Köprüler genellikle üstlerinde beton yollara sahiptir, ancak beton genellikle sıkıştırma açısından sadece güçlüdür. Bununla birlikte, uzun bir köprü, ortasında destek olacak zemin bulunmadığı yerde sarkma eğilimindedir. Bu sarkma dairesel bir yay şeklinde olacaktır ve iç gerilmelerin kiriş bükülmesinde dağılma şekli nedeniyle oluşur. Bu bükülmeye karşı koymak için, genellikle bir yol yüzeyinin altına daha güçlü bir metal kiriş yerleştirilir.

Kiriş bükmede en önemli denklem Euler-Bernoulli kiriş denklemidir. Bu denklem, kirişin uygulanan kuvvetlere sapması, kesit özellikleri ve kirişin malzeme özellikleri ile ilgilidir. Kiriş bükmedeki sapma miktarı, net uygulanan kuvvetlerin azaltılması, kirişin enine kesitinin yeniden şekillendirilmesi ve daha güçlü bir malzemenin kullanılmasıyla azaltılabilir.

Aşağıya doğru kuvvet uygulanmış bir yatay kirişte, kirişin üst kısmı gerilmeye devam ederken kirişin üst kısmı gerilmeye başlayacaktır. Aslında, aşağı malzeme ne kadar fazla olursa, o kadar fazla gerilim yaşar. Belirli bir toplam malzeme miktarı için, enine kesitin alt ve üst bölgelerini takviye etmenin kirişi daha güçlü hale getirmenin en iyi yolu olduğu ortaya çıktı. Bu nedenle, mühendisler kesitin alt ve üst bölgelerine doğru konsantre malzeme içeren kirişler tasarlar.

I-kirişlerinin tasarımının veya "I" harfini andıran enine kesitlere sahip kirişlerin ilkesi budur. Çok sayıda kütle içeren kirişlerin üretilmesi ve taşınması pahalıdır, bu nedenle kullanılan malzeme miktarını en aza indirmek önemlidir. Bir I-kirişinin enine kesitinde, sadece orta yükseklikte kirişi sağlam bir parça olarak bir arada tutmak için yeterli malzeme vardır. Malzemenin geri kalanı, enine kesitin altında ve üstünde yoğunlaşarak kirişe bükülmeye karşı yüksek direnç gösterir. Bir ışının bükülmeye karşı direncine sertliği denir.